C++中的模版總體可以分為兩大類：模版函數(shù)、模版類。本篇文章先寫模版函數(shù)，接下來會介紹模版類。

定義：模版函數(shù)是通用的函數(shù)描述，也就是說它們使用通用類型來定義，其中的通用類型可用具體類型替換。

代碼實(shí)例：

#include <iostream>
//模版類的聲明
template<typename T>
void Swap(T& a,T& b);
int main()
{
  int i = 10;
  int j = 20;
  std::cout<<"i=" << i << "," << "j=" <<j;
  Swap(i,j);//生成 void Swap(int &,int&);
  std::cout<<"i=" << i << "," << "j=" <<j;
  double x = 11.5;
  double y = 19.5;
  std::cout<<"x=" << x << "," << "y=" <<y;
  Swap(x,y);//編譯器生成 void Swap(double &,double&);
  std::cout<<"x=" << x << "," << "y=" <<y;
  return 0;
}
//模版類的定義
template<typename T>
void Swap(T& a,T& b)
{
  T temp;
  temp = a;
  a = b;
  b = temp;
}

以上實(shí)例為最簡單的函數(shù)模版實(shí)例，編譯器會根據(jù)具體使用的類型生成相對應(yīng)的函數(shù)。

重載的模版：

需要多個(gè)對不同的類型使用同一算法時(shí)可使用模版，如上代碼所示。但是并非所有的類型都使用相同的算法。為滿足這種需求，可以像重載常規(guī)函數(shù)定義那樣重載模版定義。和重載常規(guī)函數(shù)一樣，重載函數(shù)的特征表必須不同。代碼實(shí)例如下：

#include <iostream>
//模版類的聲明
template<typename T>
void Swap(T& a,T& b);
const int iCount = 5;
template<typename T>
void Swap(T* a,T*b,int n);
int main()
{
  int i = 10;
  int j = 20;
  std::cout<<"i=" << i << "," << "j=" <<j;
  Swap(i,j);//生成 void Swap(int &,int&)
  std::cout<<"i=" << i << "," << "j=" <<j;
  double x = 11.5;
  double y = 19.5;
  std::cout<<"x=" << x << "," << "y=" <<y;
  Swap(x,y);//編譯器生成 void Swap(double &,double&);
  std::cout<<"x=" << x << "," << "y=" <<y;
  int d[iCount] = {0,1,2,3,4};
  int e[iCount] = {5,6,7,8,9};
  Swap(d,e,iCount);//匹配新的模版，進(jìn)行數(shù)組的交換
  return 0;
}
//模版類的定義
template<typename T>
void Swap(T& a,T& b)
{
  T temp;
  temp = a;
  a = b;
  b = temp;
}
template<typename T>
void Swap(T* a,T*b,int n)
{
  for (int i=0;i<iCount;++i)
  {
    T temp;
    temp = a[i];
    a[i] = b[i];
    b[i] = temp;
  }
}

如上代碼新增了一個(gè)模版，用于交換兩個(gè)數(shù)組中的元素，原來的模版特征標(biāo)為（T&，T&），新模版的特征標(biāo)為（T[],T[]),int)。注意，在后一個(gè)模版中，最后一個(gè)參數(shù)的類型為具體類型（int），而不是通用類型，并非所有的模版參數(shù)都必須是模版參數(shù)類型。

顯示具體化：

對于給定的函數(shù)名，可以有非模版函數(shù)，模版函數(shù)和顯示具體化模版函數(shù)以及它們的重載版本。

顯示具體化的原型和定義應(yīng)該以template<>打頭，并通過名稱來指出類型。

具體化將覆蓋常規(guī)模版，而非模版函數(shù)將覆蓋具體化和常規(guī)模版。

下面是用于交換Job結(jié)構(gòu)的非模版函數(shù)，模版函數(shù)和具體化的原型。

void Swap（job &,job&);//非模版函數(shù)
template <typename T>
void Swap(T&，T&）;//模版函數(shù)
template <> void Swap<job>(job&，job&);//顯示具體化函數(shù),其中Swap后的job參數(shù)可去掉，則函數(shù)簽名為template <> void Swap(job&，job&);

前面指出，如果有多個(gè)原型，編譯器在選擇原型時(shí)，非模版將優(yōu)先于顯示具體化和模版版本，而顯示具體化將優(yōu)先于使用模版生成的版本。

如下面的調(diào)用：

double u,v;
Swap(u,v);//使用通用的模版
job a,b;
swap (a,b)//使用顯示具體化版本。

實(shí)例化和具體化：

    為了進(jìn)一步了解模版，必須理解術(shù)語實(shí)例化和具體化。記住，在代碼中包含函數(shù)模版本身并不會生成函數(shù)的定義，它只是一個(gè)用于生成函數(shù)定義的方案。編譯器使用模版為特定類型生成定義時(shí)，得到的是模版實(shí)例（instantiation）。例如：函數(shù)調(diào)用Swap（i，j),使編譯器生成一個(gè)Swap（)的一個(gè)實(shí)例，該實(shí)例使用int類型。模版并非函數(shù)定義，但使用int的模版實(shí)例是函數(shù)定義。這種實(shí)例化方式被稱為隱式實(shí)例化，因?yàn)榫幾g器之所以知道需要定義，是由于程序調(diào)用Swap（）時(shí)提供了int參數(shù)。

    現(xiàn)在編譯器還可以允許顯示實(shí)例化，這意味著可以直接命令編譯器生成特定的實(shí)例，如Swap<int>。其句法是，聲明所選的種類-用<>符號指示類型，并在聲明前加上關(guān)鍵字template:

template void Swap<int>(int,int）;//顯示實(shí)例化

實(shí)現(xiàn)了這種特性的編譯器在看到上述聲明后，將使用Swap（）模版生成一個(gè)int類型的實(shí)例。

與顯示實(shí)例化不同的是，顯示具體化使用下面兩個(gè)等價(jià)聲明的之一：

template <> void Swap<int>(int,int);
template <> void Swap(int,int);

區(qū)別在于，這些聲明的意思是”不要使用Swap()模版來生成函數(shù)定義，而應(yīng)該使用獨(dú)立的、專門的函數(shù)定義顯示為int類型生成函數(shù)定義。

注意：試圖在一個(gè)編程單元中使用同一種類型的顯示具體化與顯示實(shí)例化將出錯(cuò)。

以上所述是小編給大家介紹的C++模版函數(shù)詳解，希望對大家有所幫助，如果大家有任何疑問歡迎給我留言。

最新評論